钢材在碱性条件下腐蚀性能的试验研究.docxVIP

阳１王天稳１王曦明２高（１．武汉大学土木建筑工程学院，武汉 ４３００７２；２．黑龙江省电力勘察设计研究院，哈尔滨 １５００１０）摘 要：在纯水、弱酸、碱性条件下，对钢材腐蚀性能进行对比试验研究 。 试验结果表明：在强碱条件下（ｐＨ＞１２），钢材基本无锈蚀现象，而在纯水和弱酸条件 下 钢 材 的 锈 蚀 情 况 较 为 严 重；随 着 ｐＨ 值 的 增 大 及 在 碱 性 条 件 下 存 储 时间的增加，钢材曝露在自 然 环境下所需 锈蚀时间 相 对 增 加。 此 研 究 对 钢 材 长 期 存 储 具 有 较 好 的 指 导 作 用，且 较 现有的一些方法经济和环保 。关键词：碱性条件；钢材腐蚀性能；ｐＨ 值；锈蚀率ＳＴＵＤＹ ＯＮ ＣＯＲＲＯＳＩＶＥＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＯＦＳＴＥＥＬＵＮＤＥＲ ＡＬＫＡＬＩＮＥＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＧａｏＹａｎｇ１ ＷａｎｇＴｉａｎｗｅｎ１ ＷａｎｇＸｉｍｉｎｇ２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＷｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ２．ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｓｉｇｎ，Ｈａｒｂｉｎ１５００１０，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｔｅｓｔａｂｏｕｔｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ，ｗｅａｋ ａｃｉｄａｎｄａｌｋａｌｉｎｅｗａｓｓｕｐｐｌｉｅｄ ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｒｅ ｗａｓｎｏｃｏｒｒｏｓｉｖｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｎｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅｏｆｓｔｅｅｌｉｎａｌｋａｌｉｎｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｐＨｖａｌｕｅｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ１２ ，ｂｕｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｓｔｅｅｌｉｎｐｕｒｅｗａｔｅｒａｎｄｗｅａｋ ａｃｉｄｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗａｓｑｕｉｔｅｓｅｒｉｏｕｓ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｓｔｈｅｐＨｖａｌｕｅａｎｄｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｔｉｍｅｏｆｓｔｅｅｌｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆａｌｋａｌｉｎｅ，ｔｈｅｔｉｍｅｏｆｓｔｅｅｌａｇａｉｎｓｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙｗｈｅｎｓｔｅｅｌｗａｓｅｘｐｏｓｅｄｔｏｎａｔｕｒａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｔｈｅｓｔｕｄｙｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｉｔｗａｓｇｏｏｄｆｏｒｔｈｅｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｓｔｏｒａｇｅｏｆｓｔｅｅｌ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｔｉｓａｌｓｏ ｍｏｒｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｌａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｔｈａｎｏｔｈｅｒｗａｙｓ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ａｌｋａｌｉｎｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｃｏｒｒｏｓｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｔｅｅｌ；ｐＨ ｖａｌｕｅ；ｒａｔｅｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎ引 言有关资料表明，全球每年因腐蚀报废的钢材，约 占年产量的１／４，许多钢材在存储阶段就开始腐蚀， 造成了巨大的经济损失［１ －５］。 为了防止或控制钢材 的腐蚀，根据腐蚀机理，迄今为止已提出了多种保护 措施［６ －７］：涂刷防护层，改变金属内部结构制成不锈 钢，采用电化学保护，磷化等。 上述方法主要是针对 钢材投入使用后采取的防腐蚀措施，且在经济性，环 保性及操作的简易性上都存在一定缺陷［８］。实践表明，工程中的钢筋混凝土结构中的钢筋 在一定时期内具有较好的抵抗腐蚀的能力，这是由 于混凝土中，初始碱度较高，ｐＨ 值达 １２．５～１３．５， 在钢筋表面生成致密氧化膜，可以保护钢筋免受腐 蚀［９］。基于这一实践经验，本文设计了９ 组在碱性、 酸性、中性溶液及自然环境中存储钢材与 ４ 组经碱 性环境储存投入到自然环境使用的试验来探究钢材 的抗腐蚀性能。 本试验的主要目的是在碱性条件下 为钢材在投入使用前存储阶段的防腐研究提供试验 依据。混凝土抗腐蚀（短期）机理新 拌 混 凝 土 中 水 泥 浆 体 中 含 有 丰 富 的 碱 组 份（如 ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２ 等），这 些 碱 组 份 使 得 混凝土孔溶液中初始碱度 较 高（ｐＨ 值 大 于 １２．５）， 钢筋表面会形成致密钝化膜，使得腐蚀侵蚀降低到 可以忽略的程度。 只要钝化膜持续存在，腐蚀就难０１以发生。 当混凝土投入使用以后，大气中的 ＣＯ２ 不断向混凝土内部扩散，并与其中碱组份发生反应，使ｐＨ 值下降，这 便 是 混 凝 土 的 碳 化 过 程。 随 着 碱 性 的降低，钢筋表面的钝化膜就难以维持稳定，而逐渐 脱钝。脱钝后混凝土中的钢筋的锈蚀是一个电化学过［